DE4141590C2 - Blower for conveying gaseous media - Google Patents
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Gebläse der im Oberbegriff des Anspru ches 1 angegebenen Art. Diese Gebläse berücksichtigen die Zunahme der Fördermenge in Umlaufsrichtung des Rads durch ein Gehäuse mit einem spiralförmig in Umfangsrichtung ansteigenden Außenumfang. In Richtung auf einen Auslaßtrichter nimmt das Gehäuse bei diesen Gebläsen in radialer Richtung zu. Es handelt sich um Gebläse mit einem Spiralgehäuse.The invention is directed to a blower in the preamble of claim ches 1 specified type. These fans take into account the increase in Flow in the direction of rotation of the wheel through a housing with a outer circumference rising spirally. In the direction the housing of these fans takes on a discharge funnel in a radial direction Direction to. It is a blower with a spiral housing.
Bei dem bekannten Gebläse dieser Art (US-PS 3 093 299) besaß das Spiral gehäuse zwei zueinander parallele Seitenwände, zwischen denen eine spiral förmige Umfangswand angeordnet war. Dieses bekannte Spiralgehäuse hatte eine konstante Gehäuseseite und abgesehen von der spiralförmigen Umfangsfläche die Form einer Trommel. Die eine Seitenwand dieser Trom mel besaß die Einlaßöffnung. Dieser folgte im Trommelinneren zunächst eine profilierte Strömungshilfe, der sich dann eine mit einem Axialpro fil versehene Einlaßplatte des Laufrads anschloß. Dann erst folgte im Trom melinneren das Laufrad mit seinem eine Radialströmung erzeugenden Schau feln. Der zur Förderung der gasförmigen Medien dienende Bereich des Laufrads nahm nur einen kleinen Axialbereich im Inneren der Trommel ein und auch die Auslaßöffnung des Auslauftrichters war durch die Trommel breite zwischen den beiden Seitenwänden des Spiralgehäuses bestimmt. Um eine Luftzirkulation im Trommelinneren auszuschließen und vor allem den Geräuschpegel beim Betrieb des Gebläses herabzusetzen, verwendete man dabei eine aus einem Kegelstumpf-Segment bestehende Gehäusezunge. Das Segment war an der inneren Einmündung des Auslaßtrichters angeordnet und seine Kegelachse erstreckte sich parallel zur Trommelachse. Der Basis kreis des Kegelstumpfs befand sich an der mit der Einlaßöffnung versehenen Seitenplatte der Trommel, während der Kopfkreis des Kegelstumpfs an der gegenüberliegenden Gehäuseseitenwand lag. Die kegelstumpfförmige Gehäusezunge überquerte schräg die Auslaßöffnung des Auslauftrichters. Diese bekannte Gehäusezunge besaß, ergänzend zu dem Kegelstumpf- Segment, noch eine in Auslaßrichtung rückgefaltete U-Profilleiste, die an der endseitigen schrägen Mantellinie des Kegelstumpf-Segments befestigt war. Diese schräg verlaufende Gehäusezunge lag im Axialbereich des Lauf rads in beträchtlichem Abstand zum Laufrad-Umfang. Die Herstellung die ser Gehäusezunge und ihre Montage im Spiralgehäuse war umständlich. Mit diesem bekannten Gebläse konnten zwar die Laufgeräusche gemindert werden, doch war der Wirkungsgrad unbefriedigend.In the known fan of this type (US-PS 3 093 299) had the spiral housing two mutually parallel side walls, between which a spiral shaped peripheral wall was arranged. This well-known volute casing had a constant case side and apart from the spiral one Circumferential surface in the form of a drum. One side wall of this trom mel had the inlet. This followed initially inside the drum a profiled flow aid, which is then one with an Axialpro Fil provided inlet plate of the impeller. Then followed in the trom Inside the impeller with its radial flow-creating look rock. The area of the Impeller only took up a small axial area inside the drum and the outlet opening of the outlet funnel was through the drum width determined between the two side walls of the volute. To exclude air circulation inside the drum and above all to reduce the noise level when operating the blower a housing tongue consisting of a truncated cone segment. The segment was located at the inner mouth of the outlet funnel and its cone axis was parallel to the drum axis. The base The circle of the truncated cone was located on the one with the inlet opening Side plate of the drum, while the tip circle of the truncated cone is on the opposite side wall of the housing. The frustoconical The housing tongue diagonally crossed the outlet opening of the discharge funnel. This well-known housing tongue had, in addition to the truncated cone Segment, another U-profile bar folded back in the outlet direction, the attached to the end oblique surface line of the truncated cone segment was. This sloping housing tongue was in the axial area of the barrel rads at a considerable distance from the circumference of the wheel. The manufacture of the This housing tongue and its assembly in the spiral housing was cumbersome. With this known fan, the running noise could be reduced be, but the efficiency was unsatisfactory.
Bei Gebläsen anderer Art (DE-OS 40 00 072) ist es bekannt, ein Gehäuse mit zylindrischem Umriß zu verwenden, der den Umfang des Laufrads allseitig einschloß. Mindestens eine der Radscheiben des Laufrads endete in radialem Abstand vom Zylinderumriß und erzeugte so einen seitlichen ringförmigen Durchbruch im Rad für eine axiale Umlenkung des geförderten Mediums. Neben diesem ringförmigen Durchbruch besaß das zylindrische Gehäuse einen seitlichen Kanal zur Aufnahme der axial aus dem Laufrad tretenden Fördermenge. Dieser Kanal befand sich in seitlicher Anordnung neben dem Laufrad innerhalb der Zylinderwand, wobei sich die Querschnitts fläche dieses seitlichen Kanals in Richtung auf den Auslaßstutzen axial verbreiterte. Auch bei dem Gebläse dieser Art war der Wirkungsgrad verbes serungswürdig.In fans of another type (DE-OS 40 00 072) it is known to have a housing with a cylindrical outline to use the circumference of the impeller included on all sides. At least one of the wheel disks on the wheel ended at a radial distance from the cylinder outline and thus created a lateral annular breakthrough in the wheel for an axial deflection of the funded Medium. In addition to this annular breakthrough, the cylindrical one Housing a side channel for receiving the axially from the impeller flow rate. This channel was in a side arrangement next to the impeller within the cylinder wall, the cross section area of this lateral channel in the direction of the outlet port axially widened. The efficiency was also improved for this type of fan worth reading.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswert herzustellendes Gebläse mit einem Spiralgehäuse gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, was durch Veränderung der geometrischen Verhältnisse in Bezug auf die Gehäusezunge den Wirkungsgrad verbessert. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.The invention has for its object to be inexpensive to manufacture Blower with a spiral housing according to the preamble of the claim 1 mentioned type to develop what by changing the geometric Ratios in relation to the housing tongue improved the efficiency. This is according to the invention by the characterizing part of claim 1 achieved measures, which have the following special meaning comes to.
Weil die Gehäusezunge den Spiralverlauf vom Außenumfang des Spiralgehäu ses fortsetzt, kann sie einen beträchtlichen Umfangsbereich des Laufrads überdecken, der von der inneren Einmündung des Auslaßtrichters sich bis zum oberen Scheitelbereich des Radumfangs erstrecken kann. An der dort befindlichen Einlaufstelle des Laufrads liegt ein minimaler Abstand zwischen dem freien Ende der Gehäusezunge und dem Radumfang vor, ohne daß unangenehme Laufgeräusche entstehen. Die Peripherie des Laufrads ist von einem besonderen Sammelquerschnitt umrundet, der ein rechteckförmiges Profil aufweist. Dieser Sammelquerschnitt erzeugt nämlich einen Kanal, der sich, beginnend an der Einlaufstelle der Gehäusezunge bis zur Auslaßöff nung des Auslauftrichters sowohl in radialer als auch in axialer Richtung erweitert. Die radiale Erweiterung des Umfangskanals entsteht durch die Spiralform der Umfangswand des Spiralgehäusesund erstreckt sich nur über die zur Anordnung des Laufrads erforderliche Axialzone. Die axiale Erweiterung des Umfangskanals wird dadurch erreicht, daß wenigstens die eine Seitenwand des Spiralgehäuses in dieser Umfangszone sich keilför mig von der Einlaufstelle bis zur Auslaßöffnung des Trichters verbreitert. Das Gebläse nach der Erfindung erzeugt überraschend hohe Wirkungsgrade von ca. 95%. Die Förderleistung des Gebläses ist so effektiv, daß Motoren mit geringerer Antriebsleistung für das Laufrad genügen.Because the housing tongue the spiral course from the outer circumference of the spiral housing ses continues, it can cover a substantial peripheral area of the impeller cover, which extends from the inner mouth of the outlet funnel can extend to the upper vertex of the wheel circumference. On the one there the inlet point of the impeller is a minimal distance between the free end of the housing tongue and the wheel circumference without there are unpleasant running noises. The periphery of the impeller is surrounded by a special collecting cross-section that is rectangular Has profile. This cross section creates a channel, which, starting at the entry point of the housing tongue to the outlet tion of the discharge funnel in both the radial and axial directions expanded. The radial expansion of the circumferential channel is created by the Spiral shape of the peripheral wall of the volute casing and extends only over the axial zone required for the arrangement of the impeller. The axial Expansion of the circumferential channel is achieved in that at least the one side wall of the volute in this peripheral zone wedge-shaped mig widened from the inlet point to the outlet opening of the funnel. The blower according to the invention produces surprisingly high efficiencies of about 95%. The fan output is so effective that motors with less drive power for the impeller are sufficient.
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:Further measures and advantages of the invention result from the sub claims, the following description and the drawing. In the Drawing, the invention is shown in one embodiment. It demonstrate:
Fig. 1 die Ansicht auf die Motorseite des Gebläses nach der Erfindung mit einem teilweise aufgebrochenen Schnitt und Fig. 1 is a view of the motor side of the fan according to the invention with a partially broken section and
Fig. 2, im Halbschnitt, die Seitenansicht dieses Gebläses, wobei die Schnittführung längs der strichpunktierten Linie II-II von Fig. 1 verdeutlicht ist. Fig. 2, in half section, the side view of this blower, the cut along the dash-dotted line II-II of Fig. 1 is illustrated.
Das Gebläse umfaßt ein Spiralgehäuse 10 mit einer Einlaßöffnung 11 und einer Auslaßöffnung 12. Im Inneren des Spiralgehäuses 10 ist ein Laufrad 13 angeordnet, das von einem Elektromotor 15 über einen Motorwellen stumpf 14 angetrieben wird. Das Laufrad 13 weist in radialer Richtung durchströmte Schaufeln 16 auf, die sich vom Querschnitt der Einlaßöffnung 11 bis zum Außenumfang des Laufrads 13 erstrecken. Die Einlaßöffnung 11 befindet sich in einem Rohrstutzen an einer planen Stirnwand, die vor der Radscheibe des Laufrads 13 liegt. Im Anschluß an die Einlaßöffnung 11 ist eine Strömungshilfe 17 im Rohrstutzen angeordnet, durch welche die aerodynamische Einströmung eines gasförmigen Mediums in den Zentral bereich des Laufrads 13 verbessert wird.The blower comprises a volute casing 10 with an inlet opening 11 and an outlet opening 12 . Inside the volute casing 10 , an impeller 13 is arranged, which is driven by an electric motor 15 via a motor shaft 14 . The impeller 13 has blades 16 which are flowed through in the radial direction and extend from the cross section of the inlet opening 11 to the outer circumference of the impeller 13 . The inlet opening 11 is located in a pipe socket on a flat end wall, which lies in front of the wheel disc of the impeller 13 . Following the inlet opening 11 , a flow aid 17 is arranged in the pipe socket, through which the aerodynamic inflow of a gaseous medium in the central area of the impeller 13 is improved.
Das zu fördernde gasförmige Medium ist beispielsweise Luft. Beim angetrie benen Laufrad nehmen die Schaufeln 16 die Luft mit und schleudern sie radial nach außen. Dadurch entsteht im zentralen Saugraum 18 des Laufrads ein Unterdruck. Dadurch wird über die Einlaßöffnung 11 Luft nachgesaugt. Das Laufrad 13 ist an seinem Außenumfang mit einem einen Sammelquer schnitt bestimmenden Kanal eines Spiralgehäuses 10 umrundet. Die den Umfang radial verlassende Luft wird vom Spiralgehäuse 10 aufgenommen. Das Spiralgehäuse 10 setzt sich mit einem tangential angeordneten Auslaß trichter 19 fort. Die im Spiralgehäuse 10 aufgenommene Luft wird durch eine Auslaßöffnung 12 des Auslaßtrichters 13 gefördert.The gaseous medium to be pumped is, for example, air. In the driven impeller, the blades 16 take the air with them and fling them radially outwards. This creates a negative pressure in the central suction chamber 18 of the impeller. As a result, air is sucked in via the inlet opening 11 . The impeller 13 is surrounded on its outer circumference with a channel defining a collecting cross section of a volute 10 . The air leaving the circumference radially is received by the volute casing 10 . The spiral housing 10 continues with a tangentially arranged outlet funnel 19 . The air received in the volute casing 10 is conveyed through an outlet opening 12 of the outlet funnel 13 .
Das Spiralgehäuse 10 wird durch einen spiralförmig verlaufenden Außenum fang 20 bestimmt. Diese Umfangsfläche 20 beginnt an einer inneren Einmün dung 21 des Auslauftrichters 19 und setzt sich, entgegen der Drehrichtung des Laufrads 13, in einer Gehäusezunge 22 fort. Der Spiralverlauf der Zunge endet an einer Einlaufstelle 25 des Laufrads 13. Die Einlaufstelle 25 kann mit zurückgesetzt werden und sich bis zum Scheitelbereich des Laufrads 13 erstrecken. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades vom Gebläse endet die Gehäusezunge 22 an der Einlaufstelle 25 knapp über dem Außen umfang des Rads 13. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Auslaßtrichter 19 nicht nur im Umfangsbereich des Laufrads, sondern ragt auch in die eine seitliche Randzone hinein. Deshalb hat die Gehäuse zunge 22 folgende, aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Form.The spiral housing 10 is determined by a spiral-shaped outer circumference 20 . This peripheral surface 20 begins at an inner mouth 21 of the discharge funnel 19 and continues, counter to the direction of rotation of the impeller 13 , in a housing tongue 22 . The spiral course of the tongue ends at an entry point 25 of the impeller 13 . The inlet point 25 can also be reset and extend to the apex region of the impeller 13 . To improve the efficiency of the fan, the housing tongue 22 ends at the inlet point 25 just above the outer circumference of the wheel 13 . In the exemplary embodiment shown, the outlet funnel 19 not only extends in the peripheral region of the impeller, but also protrudes into one lateral edge zone. For this reason, the housing tongue 22 has the following shape, which can be seen from FIGS . 1 and 2.
Die Gehäusezunge 22 besteht in jedem Fall aus einem peripheren Zungenteil 23, welcher oberhalb des Außenumfangs des Laufrads 13 angeordnet ist. The housing tongue 22 in any case consists of a peripheral tongue part 23 which is arranged above the outer circumference of the impeller 13 .
Dieser periphere Zungenteil 23 geht aber im dargestellten Ausführungsbei spiel in einen seitlichen Zungenteil 24 über, der in einer radialen Ebene, parallel zur seitlichen Radscheibe des Laufrads 13 sich befindet. Der seitli che Zungenteil 24 ist in geringem Abstand zum Laufrad 13 angeordnet. Beide Zungenteile 23, 24 bestimmen die Einlaufstelle des Laufrads 13 am freien Ende der Gehäusezunge 22 und umgreifen den äußeren Bereich des Laufrads 13 mit geringem Spiel. Der seitliche Zungenteil 24 erstreckt sich, ausgehend von der Einlaufstelle 25, bis zur Unterseite der Auslaßöff nung 12 vom Auslaßtrichter 19. Wie gestrichelt in Fig. 1 angedeutet, kann eine untere Begrenzung den Auslaßtrichter 19 vom peripheren Zungen teil 23 bis zur Auslaßöffnung 12 durchsetzen.This peripheral tongue part 23 but in the game Ausführungsbei shown in a lateral tongue part 24 , which is in a radial plane, parallel to the side wheel disc of the impeller 13 . The lateral tongue part 24 is arranged at a short distance from the impeller 13 . Both tongue parts 23 , 24 determine the entry point of the impeller 13 at the free end of the housing tongue 22 and encompass the outer region of the impeller 13 with little play. The lateral tongue part 24 extends, starting from the inlet point 25 , to the underside of the outlet opening 12 from the outlet funnel 19th As indicated by dashed lines in Fig. 1, a lower limit can pass through the outlet funnel 19 from the peripheral tongues 23 to the outlet opening 12 .
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dem Elektromotor 15 zugekehrte Stirnseite des Spiralgehäuses 10 plan ausgebildet und erstreckt sich auch in die unmittelbare Nachbarschaft des Laufrads 13 vor einem Motorflansch. Diese Planseite setzt sich auch in dem den Sammelquerschnitt bestimmenden spiralförmigen Ringraum fort. Die gegenüberliegende Seite des Spiralgehäuses 16 verläuft aber, ausgehend von der Einlaufstelle 25, am freien Ende der Gehäusezunge 22 geneigt bis sie nach etwas mehr als einer einmaligen Umrundung des Laufrads 13 die breiteste Stelle des Sammelquerschnitts erreicht. Diese kann die Auslaßöffnung 12 vom Auslaß trichter 19 bestimmen. Diese Neigung erzeugt eine axiale Verbreiterung des Ringraums und erstreckt sich bis zur Auslaßöffnung 12. Diese Verhältnis se lassen sich insbesondere aus Fig. 2 entnehmen. Die Auslaßöffnung 12 weist einen Flansch 26 auf, an den ein Kanal für die Weiterführung der aus dem Gebläse ausströmenden Luft angeschlossen werden kann.In the illustrated embodiment, the end face of the volute housing 10 facing the electric motor 15 is flat and also extends into the immediate vicinity of the impeller 13 in front of a motor flange. This plan page also continues in the spiral annular space that determines the collecting cross section. However, the opposite side of the spiral housing 16 , starting from the inlet point 25 , slopes at the free end of the housing tongue 22 until it reaches the widest point of the collecting cross-section after a little more than one round trip around the impeller 13 . This can determine the outlet opening 12 from the outlet funnel 19 . This inclination creates an axial widening of the annular space and extends to the outlet opening 12 . These ratios can be seen in particular from FIG. 2. The outlet opening 12 has a flange 26 to which a channel for the continuation of the air flowing out of the fan can be connected.
Entgegen der Darstellung von Fig. 2 könnte der den Sammelquerschnitt bestimmende spiralförmige Ringraum beidseitig symmetrisch zur Anordnungs ebene des Laufrads 13 im Spiralgehäuse 10 liegen, statt, wie in Fig. 2, einseitig, unsymmetrisch. In diesem abgewandelten Fall verlaufen zweckmäßi gerweise beide Seitenwände des spiralförmigen Sammelquerschnitts vom Spiralgehäuse 10 geneigt, und zwar wieder, ausgehend von der durch die Gehäusezunge 22 bestimmten Einlaufstelle 25 bis zur Auslaßöffnung 12. Der spiralförmige Ringraum verbreitert sich somit, ausgehend von der Einlaufstelle 25, nicht nur radial, durch den Spiralverlauf, sondern auch axial durch die Neigung der Seitenwände. Wählt man dabei eine der Fig. 2 entsprechende Anordnung, so erhält die Gehäusezunge 22 auf beiden Randzonen des Laufrads 13 zwei seitliche Zungenteile 24. Die Einlaufstelle 25 des Laufrads 13 an der Gehäusezunge 22 umschließt vollständig mit geringem Spiel die Radperipherie.Contrary to the representation of FIG. 2, the spiral annular space determining the collecting cross-section could be symmetrical on both sides to the arrangement level of the impeller 13 in the spiral housing 10 , instead of asymmetrically, as in FIG. 2, on one side. In this modified case, both side walls of the spiral collecting cross-section expediently run inclinedly from the spiral housing 10 , again, starting from the inlet point 25 determined by the housing tongue 22 to the outlet opening 12 . The spiral annular space thus widens, starting from the entry point 25 , not only radially through the spiral course, but also axially through the inclination of the side walls. If one selects an arrangement corresponding to FIG. 2, the housing tongue 22 receives two lateral tongue parts 24 on both edge zones of the impeller 13 . The inlet point 25 of the impeller 13 on the housing tongue 22 completely encloses the wheel periphery with little play.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Gehäusezunge 22 und des zu ihr gehörenden spiral förmigen Ringraums verhindert weitgehend das erneute Eindringen von bereits geförderter Luft in den Einzugsbereich des Sammel querschnitts vom Spiralgehäuse 10. Deswegen ist der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Gebläses wesentlich höher als bei herkömmlichen Gebläsen.The inventive design of the housing tongue 22 and the spiral-shaped annular space belonging to it largely prevents the re-penetration of air that has already been conveyed into the feed area of the collecting cross section from the spiral housing 10 . Therefore, the efficiency of the blower according to the invention is significantly higher than that of conventional blowers.
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